Programmable droplet manipulation by combining a superhydrophobic magnetic film and an electromagnetic pillar array
Programmable droplet manipulation by combining a superhydrophobic magnetic film and an electromagnetic pillar array
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通过结合超疏水磁性薄膜和电磁柱阵列进行可编程液滴操纵
DOI：
10.1016/j.snb.2018.02.074
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发表时间：
2018-06
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Li Gang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yang Chao;Zhang Zongwei;Li Gang
在本文中，我们提出了一种新的磁性数字微流体平台，结合了超疏水磁性薄膜（SHMF）与电磁柱阵列（EMPA）的液滴操纵。在SHMF下动态激励EMPA，可编程地改变SHMF的表面形貌，从而利用重力有效、准确地引导和控制水滴的运动。使用该平台，我们演示了以下液滴操作：液滴的路径可编程传输，多个液滴的并行传输，多个液滴的合并和混合。特别地，通过用EMPA的磁致动的频繁切换振荡聚结的液滴（例如，通过施加AC电流）。我们还证明了该平台作为一种新型的开放式表面数字微流控装置，使用一个简单的结晶实验的适用性。我们相信这个平台对于生物微量分析和化学微量反应是有吸引力的，因为它提供了一种用于纯液滴操作而没有任何添加剂（例如，磁性颗粒），并且允许液滴操作的更好的可缩放性和可编程性。
In this paper, we present a novel magnetic digital microfluidic platform that combines a superhydrophobic magnetic film (SHMF) with an electromagnetic pillar array (EMPA) for droplet manipulation. Upon dynamic excitation of the EMPA under the SHMF, the surface topography of the SHMF was programmatically changed, which can direct and control the motion of aqueous droplets efficiently and accurately by utilizing gravitational force. Using this platform, we demonstrated the following droplet operations: path-programmable transportation of droplets, parallel transportation of multiple droplets, merging and mixing of multiple droplets. In particular, a rapid and efficient mixing was easily achieved by oscillating the coalesced droplets with the frequent switching of magnetic actuation of the EMPA (e.g., by applying AC current). We also demonstrated the applicability of this platform as a new type of open-surface digital microfluidic device using a simple crystallization experiment. We believe that this platform is appealing for biological microanalyses and chemical microreactions because it provides a means for pure droplet manipulation without any additives (e.g., magnetic particles), and allows better scalability and programmability of droplet manipulation.
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